اهمیت نور و روشنایی در ساختمان سازی
در این مقاله شما را با اهمیت نور و روشنایی در ساختمان سازی آشنا می کنم:
نقش نور و منبع روشنایی در ساختمان سازی
برای ماهیت نور دو نظریه وجود دارد:
- تئوری ذره‌ای: که در این نظریه منبع نور، انرژی نورانی را به‌صورت ذرات ریزی به نام فوتون در خط مستقیم از خود ساطع می‌کند.
- تئوری الکترومغناطیسی: اشعه‌های نوری به‌صورت امواج الکترومغناطیسی در نظر گرفته‌شده که با سرعت ۳۰۰۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه از منبع نور منتشر می‌شوند. طول‌موج بین ۴۰۰ تا ۸۰۰ نانومتر امواج مرئی هستند. هر موج در این محدوده دارای رنگ مشخصی است.
رنگ‌هایی که در نور طبیعی وجود دارند و قابل‌رؤیت هستند، طیف نور را تشکیل می‌دهند. مقدار کل نوری را که در تمام جهات از یک منبع نور در هر ثانیه در فضا پخش می‌شود جریان نوری یا توان نوری، یک منبع می‌نامند که واحد آن لومن هست. یک لومن جریان نوری است که از یک جسم کاملاً تیره به سطحی با مساحت ۰.۵۸۰۵ میلی‌متر مربع در درجه حرارت ۲۰۴۲ درجه کلوین ساطع می‌شود. به‌طور مثال، لامپ رشته‌ای ۱۰۰ وات دارای جریان نوری ۱۳۸۰ لومن است. نور و روشنایی در ساختمان سازی اهمیت زیادی دارد که در این مقاله به طور کامل اطلاعاتی را در خدمت شما قرار می دهیم.
تعاریف و کمیت‌های نور و روشنایی
شدت نور (Luminous Intensity): این کمیت میزان توان نوری منتشرشده از منبع نور را نشان می‌دهد. شدت نور با I نمایش داده می‌شود و واحد آن کاندلا (cd) است.
فشار نوری (Luminous Flux): شار نوری توان تشعشعات الکترومغناطیسی قابل‌رؤیتی است که از منبع نورانی خارج‌شده و یا جسمی آن را دریافت کرده باشد. شار نوری را باϕ نمایش داده و واحد آن لومن (Lumen) است.
بهره نوری: نسبت شار نورانی به توان ورودی لامپ بهره نوری نامیده می‌شود.
بهره الکتریکی در ساختمان سازی
نسبت توان خروجی به توان ورودی بهره الکتریکی لامپ نامیده می‌شود. اگر تمامی تشعشعات جسم نورانی در طول‌موج ۰.۵۵۵ میکرون که در آن جسم حداکثر حساسیت را دارد قرار می‌گیرد، ضریب بهره ماکزیمم بوده و به‌طور تجربی حدود ۶۸۰ لومن بروات است.
شدت روشنایی: شدت روشنایی نشان‌دهنده میزان توان نوری تابیده‌شده بر واحد سطح هست. شدت روشنایی را با E نمایش داده واحد آن لوکس (LUX) است. شدت روشنایی یکی از پارامترهای اصلی محاسبات روشنایی بوده و در هر کشوری با توجه به فرهنگ و اهمیتی که به روشنایی داده می‌شود توسط ارگان‌های ذیصلاح جهت مکان‌های مختلف محاسبه و به‌صورت جداولی در اختیار مردم قرار می‌دهند. در ایران نیز موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی (ISIRI) جداولی را بدین منظور تهیه‌کرده است که مبنای محاسبات روشنایی داخلی است.
درخشندگی (Luminance): اگر دو منبع نورانی با شدت نور برابر و اندازه فیزیکی متفاوت پشت سر هم دیده شوند، منبع کوچک‌تر درخشنده‌تر به نظر می‌رسد. شدت روشنایی با L نمایش داده و واحد آن کاندیلا بر مترمربع است. درخشندگی مناسب برای چشم انسان ۶۵ الی ۶۵۰۰ نیت یا کانديلا بر مترمربع است.
منظور از اثر استربوسکوپ چیست؟
به علت ماهیت لامپ‌های تخلیه‌ای و خاموش و روشن شدن دو بار در هر سیکل، اگر وسایل دوار در این‌گونه نورها دیده شدند، بسته به‌سرعت آن‌ها ممکن است ساکن به نظر برسند. جهت رفع این اشکال می‌توان از چراغ‌های دو یا سه لامپی استفاده کرد. همچنین می‌توان چراغ‌ها را از فازهای مختلف تغذیه نمود تا این اثر رفع شود.
منابع نور مصنوعی (لامپ‌ها)
لامپ‌ها به‌طورکلی به دودسته رشته‌ای و گازی تقسیم‌بندی می‌شوند.
گازی (تخلیه در گاز):
- فلورسنت
- کم‌فشار
- پرفشار
رشته‌ای:
- معمولی
- هالوژن
- با منعکس‌کننده
- آمیخته (فلورسنت و غیره)
تصمیم بندی بر اساس پخش نور
به‌طورکلی پنج نوع پخش نور مختلف وجود دارد که برحسب کاربرد، جهت و میزان درصد توزیع نور تقسیم‌بندی می‌شوند.
- پخش نور مستقیم: ۹۰٪ تا ۱۰۰٪ به سمت پایین (سطح کار) و ۰ تا ۱۰٪ به سمت بالا. در این نوع توزیع نور، به نور متمرکز نیاز داریم و برای کاربرد آن می‌توان به سوراخ‌کاری با مته، تراشکاری و غیره اشاره کرد.
- پخش نور نیمه مستقیم: ۶۰٪ تا ۹۰٪ به سمت پایین و ۱۰٪ تا ۴۰٪ به سمت بالا مانند، لامپ فلورسنت که در محفظه شیشه‌ای قرار داشته باشد. کاربرد این نوع پخش نور معمولاً اتاق کار، کلاس، دفاتر و بانک است.
- پخش نور یکنواخت: ۴۰٪ تا ۶۰٪ بالا و ۴۰% تا ۶۰٪ پایین. از خصوصیات این نوع، توزیع یکنواخت نور در تمامی جهات است و برای کارهای معمولی یا محوطه‌سازی استفاده می‌شود.
- پخش نور نیمه غیرمستقیم: ۱۰٪ تا ۴۰% پایین ۶۰% تا ۹۰٪ بالا. کاربرد این نوع توزیع نوری در مهمانخانه‌ها و هتل‌ها است.
- پخش نور غیرمستقیم: ۹۰٪ تا ۱۰۰٪ بالا |و ۰ تا ۱۰٪ پایین. در دکوراسیون سینماها و نورپردازی از این نوع پخش نور استفاده می‌شود.
جدول: تقسیم‌بندی چراغ‌ها بر اساس پخش نور
| مشخصه چراغ | درصد شار نوری نیمکره پایین | درصد شار نوری نیمکره بالا |
| مستقیم | ۹۰-۱۰۰ | ۰-۱۰ |
| نیمه مستقیم | ۶۰-۹۰ | ۱۰-۴۰ |
| پخش یکسان | ۴۰-۶۰ | ۴۰-۶۰ |
| نیمه غیر مستقیم | ۱۰-۴۰ | ۶۰-۹۰ |
| غیر مستقیم | ۰-۱۰ | ۹۰-۱۰۰ |
نکات مهم طراحی نور و روشنایی در ساختمان سازی
در طراحی نور و روشنایی در ساختمان سازی باید مواردی همچون؛ نیاز و سلیقه کارفرما، اصول اقتصادی، اصول بهداشتی و اصول زیبایی مدنظر قرار گیرند. از جهت اقتصادی نوع لامپ (هزينه اولیه، هزینه تعمیر و نگهداری) و نوع روشنایی (که سیستم پخش نور مستقیم اقتصادی‌ترین روش است) تأثیرگذار است. طراحی روشنایی باید یکنواخت (عدم ایجاد سایه مزاحم) و دارای روشنایی کافی باشد (به نور روز نزدیک باشد). شکل لامپ، محل لامپ، چگونگی قرار دادن، فواصل لامپ و معماری محل مشخص‌کننده زیبایی‌شناسی طراحی است.
۴ ویژگی روشنایی مناسب
- توزيع مطلوب فرکانس‌ها
- نور کافی
- عدم چشم زدگی (درخشندگی)
- عدم وجود سایه
آشنایی با انواع طراحی روشنایی در ساختمان سازی
انواع طرح‌های روشنایی را می‌توان به دو گروه عمومی و موضعی تقسیم‌بندی کرد. روشنایی عمومی یکنواخت و بهداشتی تر است و در آن سایه کمتر وجود دارد مثل؛ کلاس درس و اتاق نشیمن. در روشنایی عمومی و موضعی سطح کار دارای روشنایی بیشتری است. این روش اقتصادی‌تر بوده اما ممکن است در استفاده طولانی‌مدت باعث خستگی چشم شود مثل؛ کلاس رسم، خياطي و تراشکاری. توجه داشته باشید ضریب بهره روشنایی با ضرایب انعکاس سقف و دیوارها نسبت مستقیم دارد. هرچه ضریب انعکاس بیشتر باشد (مثلاً جدار روشن‌تر) ضریب بهره بیشتر بوده و جریان نوری کمتری لازم داریم.
تعیین شدت روشنایی داخلی مناسب بر اساس جدول استاندارد
شدت روشنایی موردنیاز برحسب لوکس بایستی تا آنجا که ممکن است معادل مقادیر پیشنهادی انتخاب شود. اگر اوضاع فنی و اقتصادی ایجاب کند، می‌توان شدت روشنایی را بیش از مقادیر پیشنهادی انتخاب کرد، ولی این مقدار هیچ‌گاه نباید از مقدار حداقل کمتر باشد. در جدول زیر میزان موردنیاز روشنایی برای کارهای مختلف آورده شده است.
جدول: شدت روشنایی برحسب لوکس
| محل های مسکونی | حداقل | پیشنهادی |
| اتاق نشیمن و پذیرایی | ۷۰ | ۲۰۰ |
| اتاق مطالعه (نوشتن، خواندن کتاب، مجله و روزنامه) | ۱۵۰ | ۵۰۰ |
| آشپزخانه (ظرفشویی، اجاق گاز و میز کار) | ۱۰۰ | ۲۰۰ |
|
روشنایی عمومی اتاق خواب: روشنایی تخت خواب و میز توالت |
۵۰ ۲۰۰ | ۱۰۰ ۵۰۰ |
| روشنایی عمومی حمام: آیینه (برای اصلاح صورت) | ۵۰ ۲۰۰ | ۱۰۰ ۵۰۰ |
| پلکان | ۱۰۰ | ۱۵۰ |
| راهرو، سرسرا و آسانسور | ۵۰ | ۱۵۰ |
| دفاتر و ادارات | حداقل | پیشنهادی |
| تمام کارهای عمومی | ۲۰۰ | ۵۰۰ |
| ماشین نویسی و محل دیکته کردن | ۳۰۰ | ۶۰۰ |
| حسابداری، ماشین های حساب و کتاب و اندیکاتورنویسی | ۳۰۰ | ۶۰۰ |
| بایگانی | ۱۰۰ | ۳۰۰ |
| اتاق نقشه کشی | ۵۰۰ | ۱۰۰ |
| اتاق کنفرانس | ۲۰۰ | ۵۰۰ |
| اتاق انتظار و اطلاعات | ۱۵۰ | ۵۰۰ |
| پلکان | ۱۰۰ | ۱۵۰ |
| راهرو، سرسرا و آسانسور | ۵۰ | ۱۵۰ |
دو روش محاسباتی طراحی نور و روشنایی در ساختمان سازی
- روش نقطه‌به‌نقطه
- روش شار نوری
روش نقطه‌به‌نقطه: با استفاده از این روش می‌توان شدت روشنایی هر نقطه روی سطح کار که ناشی از یک یا چند منبع نوری است، به دست آورد. معمولاً از این روش جهت محاسبات روشنایی خارجی که سطوح منعکس‌کننده ندارند استفاده می‌شود. در این روش بسته به اینکه منابع نوری را چگونه در نظر بگیریم فرمول‌های مختلفی وجود دارد.
روش شار نوری (لومن): هدف روش شار نوری یا لومن تعیین تعداد و محل قرارگیری چراغ‌ها برای تأمین شدت روشنایی متوسط روی سطح کار است. این روش معمولاً جهت محاسبات روشنایی داخلی بکار می‌رود. مقادیر شدت روشنایی لازم در بسیاری از فعالیت‌ها توسط انجمن مهندسان روشنایی در هر کشور تعیین و به‌صورت جداولی در اختیار عموم قرار می‌گیرد.
در ایران موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی این جداول را ارائه کرده که مبنای محاسباتی قرار می‌گیرد. در اماکنی که موسسه استاندارد، مقادیری ارائه نکرده است می‌توان از مقادیر انجمن مهندسان روشنایی IES استفاده نمود. شدت روشنایی روی سطوح کار به شکل کلی مطابق جدول زیر است.
جدول: شدت روشنایی کلی روی سطح کار
| نوع فعالیت | شدت روشنایی روی سطح کار LUX |
| حمل و نقل (جابه جاکردن) | ۵۰-۱۰۰ |
| کار غیر دقیق | ۱۲۵-۲۵۰ |
| کار نیمه دقیق | ۲۵۰-۵۰۰ |
| کار دقیق | ۵۰۰-۱۰۰۰ |
| کار خیلی دقیق | ۱۰۰۰ < |
۲ دسته روش شار نوری
۱. روش لومن با استفاده از شاخص فضا
مراحل طراحی این روش به‌صورت زیر است:
- استخراج شدت روشنایی متوسط از جدول استاندارد
- محاسبه شاخص فضا (K)
- تعیین ضرایب انعكاس کف، سقف و دیوارها (Pc Pw Pf)
- انتخاب نوع چراغ
- محاسبه ضریب بهره (Cu) از جداول چراغ‌ها
- تعیین ضریب نگهداری چراغ Maint ence Factor)MF)
- محاسبه شار نوری موردنیاز و تعداد چراغ‌ها
- تعیین نحوه قرارگیری چراغ‌ها در کنار یکدیگر: چراغ‌ها بایستی به‌گونه‌ای قرار گیرند که فاصله مرکز چراغ از دیوار نصف فاصله دو چراغ باشد.
۲. روش لومن با استفاده از تقسیم ناحیه‌ای
در این روش سه شاخص فضا که نسبت ناحیه اتاق، سقف و کف نامیده می‌شود، تعریف‌شده است.
مراحل طراحی با این روش به‌صورت زیر است:
- استخراج شدت روشنایی متوسط از جداول
- محاسبه شاخص‌های نسبت ناحیه‌ای
- تعیین ضرایب انعكاس کف، سقف و دیوارها (Pc Pe Pf)
- تعیین ضریب انعكاس مؤثر سقف Pcc از طریق CCR، Pw، Pc با استفاده از جدول
- تعیین ضریب انعکاس مؤثر کف Pfc از طریق FCR، Pw، Pf با استفاده از جدول
- با استفاده از RCR،P،Pcc و انتخاب نوع چراغ ضریب بهره (Cu) از جدول مربوطه استخراج
- محاسبه ضریب کل کاهش نور L.L.F(به‌جای ضریب نگهداری MF) با استفاده از جدول و نمودارها
- محاسبه شار نوری موردنیاز و تعداد چراغ‌ها
- تعیین نحوه قرارگیری چراغ‌ها کنار یکدیگر
ضرایب انعکاس نور در محیط‌های مختلف
در انجام محاسبات نور و روشنایی در ساختمان سازی به‌منظور نزدیکی محاسبات با واقعیت باید از مقادیر واقعی ضرایب انعکاس نور اشیاء با جنس، رنگ‌های مختلف و مناسب با کاربری محیط استفاده کرد. در جدول زیر مقادیر ضرایب انعکاس برخی از رنگ‌های متداول در رنگ‌آمیزی و نیز ضرایب انعکاس بعضی از مواد آورده شده است.
جدول: ضرایب انعکاس نور در اثر رنگ‌های مختلف
| نوع جسم یا رنگ | درصد ضریب انعکاس | نوع جسم یا رنگ | درصد ضریب انعکاس |
| سبز تیره یا قهوه ای تیره | ۱۰ تا ۲۰ | فولاد یا صیقلی | ۵۵ |
| سبز روشن | ۴۵ تا ۶۵ | ورق حلبی | ۷۰ |
| قهوه ای مایل به زرد | ۳۰ تا ۵۰ | نیکل پرداخت شده | ۵۳ تا ۶۳ |
| زرد کمرنگ | ۴۵ تا ۵۵ | نیکل تیره | ۵۰ |
| زرد روشن | ۵۰ تا ۷۰ | آینه با اندود نقره | ۸۸ تا ۹۳ |
| قرمز تیره | ۱۰ تا ۲۰ | گرانیت (سنگ خارا) | ۱۰ تا ۲۵ |
| قرمز روشن | ۳۰ تا ۵۰ | برنز کدر | ۵۴ |
| آبی دریایی یا بتن | ۱۰ تا ۵۰ | آسفالت با اندود قیر | ۸ تا ۱۵ |
| آبی آسمانی | ۳۵ تا ۴۵ | آجر | ۱۰ تا ۳۰ |
| خاکستری | ۴۵ تا ۵۰ | سنگ مرمر سفید | ۶۰ تا ۸۵ |
| خاکستری تیره | ۱۰ تا ۱۵ | ملات ساروج تیره | ۲۰ تا ۳۰ |
| سفید | ۷۰ تا ۹۰ | ملات ساروج روشن | ۴۰ تا ۵ |
| آلومینیوم پرداخت شده | ۶۵ تا ۸۵ | کاشی سفید | ۷۵ تا ۸۷ |
| آلومینیوم کدر | ۵۵ تا ۶۰ | شیشه روشن | ۶ تا ۸ |
| آلومینیوم | ۶۰ | شیشه موجدار | ۵ تا ۱۵ |
انواع لامپ‌های رایج در ساختمان‌سازی
- لامپ التهابی: این‌گونه لامپ‌ها همان نوع معمولی پرمصرف هستند که با عبور جریان برق از رشته تنگستنی، نور تولید می‌کند. در این لامپ‌ها کمتر از ۳% انرژی برق به نور تبدیل‌شده و بقیه به گرمای ناخواسته تبدیل می‌گردد و بار اضافی را به سیستم‌های تهویه تحمیل می‌کند. تمایل به استفاده از این نوع لامپ امروزه بسیار کاهش‌یافته است.
- لامپ هالوژن: این نوع لامپ‌ها از لامپ‌های معمولی کوچک‌تر بوده و از حباب‌های دوبل دارای جنس سیلیکای سیم‌کشی شده و یا آلومینای سیلیکاتی تشکیل‌شده است. دمای حباب به ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد می‌رسد و ممکن است خطر آتش‌سوزی را افزایش دهد. این نوع لامپ‌ها عمر بالاتری داشته و نور بیشتری تولید می‌کنند.
-
لامپ فلورسنت (مهتابی) در طراحی داخلی
- این لامپ‌ها که به CFL نیز معروف‌اند، معمولاً به رنگ سفید وجود داشته و نسبت به لامپ‌های معمولی بازده نور بیشتر و مصرف بسیار کمتری دارند. برخی از انواع لامپ‌های مهتابی ممکن است در هوای سرد به‌سختی روشن شوند.
- لامپ LED: لامپ‌های LED عمر بالایی حدود ۱۰۰۰۰۰ ساعت دارند و بیشتر برای مصارف توان پایین، نورپردازی در شب (در رنگ‌های مختلف) و چراغ‌قوه‌ها کاربرد دارند. لامپ‌های LED نسبت به لامپ‌های معمولی گران‌تر هستند.
- لامپ‌های قوس کربنی: لامپ‌های قوس کربنی لامپ‌هایی هستند که از ایجاد قوس الکتریکی بین دو الکترود کربنی ایجاد می‌شوند. بازده آن‌ها نسبت به لامپ‌های رشته‌ای بالاتر بوده و نور بسیار زیادی تولید می‌کنند. از معایب این لامپ‌ها عمر کوتاه الکترودهای کربنی و تولید اشعه‌های ماورای بنفش است. بیشتر نور سفید تولیدشده آن‌ها برای نوردهی نقطه‌ای، پروژکتورها و نورهای راهنما استفاده می‌شود.
- لامپ تخلیه الکتریکی: این نوع لامپ‌ها دارای یک محفظه شیشه‌ای یا سیلیکایی مملو از گازهایی مانند؛ نئون، آرگون، زنون، سدیم، جیوه و یا هالید های فلزی است که درون آن دو الکترود فلزی که با گازهای ذکرشده از هم جداشده‌اند قرار دارد. اساس کار آن‌ها مانند؛ لامپ‌های قوس کربنی است. از این نوع لامپ‌ها بیشتر جهت نوردهی خیابان‌ها استفاده می‌شود.
معرفی تعدادی چراغ باهدف نورپردازی و روشنایی‌های موضعی
آپولو: به دلیل نور ۳۶۰ درجه خود جهت استفاده در کف، دیوار یا سقف برای ایجاد هاله‌ای از نور در اطراف خود مناسب هستند. این چراغ همچنین در کف، جهت روشن کردن و نمایش مسیر نیز بسیار ایده آل است. نوع ۱۸۰ درجه نور این چراغ نیز مناسب استفاده بر روی سطح پله‌ها هست.
آیس: یکی از بهترین چراغ‌ها جهت روشنایی سطح پله‌ها و همچنین مسیر حرکت هست. این چراغ تحمل ۲۰۰۰ کیلوگرم بار را داشته و به‌راحتی در مسیر حرکت خودروها قابل‌نصب است.
آرتمیس: جهت نورپردازی داخل فضای سبز (بسته به نوع پایه مورد سفارش) است. این چراغ تا ۶ متر پرتاب نور داشته و جهت نصب در مکان‌های با امکان دسترسی سخت، جهت سرویس و نگهداری مناسب است.
فاکس: یک Wall Washer پرقدرت و مناسب جهت نورپردازی نما، دیوارها و یا ایجاد نور بارنگ متغیر در فروشگاه‌ها، کافی‌شاپ‌ها و غیره هست و در دو نوع تک‌رنگ و RGB به همراه کنترلر موجود است.
سل: جهت روشنایی لایت باکس‌ها و طبقات ویترین‌ها که امکان استفاده از چراغ‌های دیگر به دلیل ارتفاع زیاد و حرارت بالا نیست بکار می‌رود. این چراغ به دلیل تولید نورهای زاویه‌دار در کنار دیوار جهت ایجاد نورهای دکوراتیو نیز مورداستفاده قرار می‌گیرد. این چراغ همچنین جهت استفاده در کنار پله برای روشنایی سطح پله نیز بسیار مناسب است.
فیتینگ: کاربرد این Fitting جهت نشان دادن مسیر در کف، روشن کردن سطح پله، کاربردهای دکوراتیو در دیوار و یا سقف است. به دلیل استفاده از تکنولوژی فیبر نوری هیچ‌گاه نیاز به تعویض نداشته و تا ۲۰۰۰ کیلوگرم تحمل بار خواهد داشت.
برای طراحی داخلی، طراحی نقشه و طراحی نما ساختمان می توانید سفارش خود را به صورت آنلاین در سایت ما ثبت کنید!
